Z1 (computadora) - Z1 (computer)

Réplica del Z1 en el Museo Alemán de Tecnología de Berlín
Vista interior del Z1

La Z1 era una computadora mecánica impulsada por motor diseñada por Konrad Zuse de 1936 a 1937, que construyó en la casa de sus padres de 1936 a 1938. Era una calculadora mecánica binaria accionada eléctricamente con programabilidad limitada, que leía instrucciones de una película de celuloide perforada.

El "Z1" fue la primera computadora programable libremente en el mundo que usaba lógica booleana y números binarios de coma flotante , sin embargo, su funcionamiento no era confiable. Se completó en 1938 y se financió íntegramente con fondos privados. Esta computadora fue destruida en el bombardeo de Berlín en diciembre de 1943, durante la Segunda Guerra Mundial , junto con todos los planes de construcción.

El Z1 fue el primero de una serie de computadoras que diseñó Zuse. Su nombre original era "V1" para VersuchsModell 1 (que significa Modelo Experimental 1). Después de la Segunda Guerra Mundial, pasó a llamarse "Z1" para diferenciarse de las bombas voladoras diseñadas por Robert Lusser . El Z2 y el Z3 fueron seguimientos basados ​​en muchas de las mismas ideas que el Z1.

Diseño

Diagramas de la patente de Zuse de mayo de 1936 para un elemento de conmutación binario que utiliza un mecanismo de varillas deslizantes planas. El Z1 se basó en tales elementos.

El Z1 contenía casi todas las partes de una computadora moderna, es decir, unidad de control, memoria, microsecuencias, lógica de punto flotante y dispositivos de entrada y salida. El Z1 se podía programar libremente mediante una cinta perforada y un lector de cinta perforada. Había una clara separación entre el lector de cinta perforada, la unidad de control para supervisar toda la máquina y la ejecución de las instrucciones, la unidad aritmética y los dispositivos de entrada y salida. La unidad de cinta de entrada lee perforaciones en una película de 35 milímetros.

El Z1 era un sumador y restador de valor de punto flotante de 22 bits , con cierta lógica de control para hacerlo capaz de operaciones más complejas como la multiplicación (por sumas repetidas) y la división (por sustracciones repetidas). El conjunto de instrucciones del Z1 tenía nueve instrucciones y tomaba entre uno y veinte ciclos por instrucción .

El Z1 tenía una memoria de coma flotante de 64 palabras, donde cada palabra de la memoria podía leerse y escribirse en la unidad de control. Las unidades de memoria mecánica eran únicas en su diseño y fueron patentadas por Konrad Zuse en 1936. La máquina solo era capaz de ejecutar instrucciones mientras leía desde el lector de cinta perforada , por lo que el programa en sí no se cargó en su totalidad en la memoria interna por adelantado.

La entrada y la salida estaban en números decimales, con un exponente decimal y las unidades tenían maquinaria especial para convertirlos hacia y desde números binarios. Las instrucciones de entrada y salida se leerían o escribirían como números de punto flotante. La cinta del programa era una película de 35 mm con las instrucciones codificadas en agujeros perforados.

Construcción

"Z1 era una máquina que pesaba aproximadamente 1 tonelada de peso, que constaba de unas 20.000 piezas. Era una computadora programable, basada en números binarios de coma flotante y un sistema de conmutación binario. Consistía completamente en láminas de metal delgadas, que Zuse y su amigos producidos usando una sierra de calar ". "El dispositivo de entrada [de datos] era un teclado ... Los programas del Z1 (Zuse los llamó Rechenpläne, planes de computación) se almacenaron en cintas perforadas por medio de un código de 8 bits"

La construcción del Z1 fue financiada con fondos privados. Zuse consiguió dinero de sus padres, su hermana Lieselotte, algunos estudiantes de la fraternidad AV Motiv (cf. Helmut Schreyer ) y Kurt Pannke (un fabricante de máquinas de calcular en Berlín) para hacerlo.

Zuse construyó el Z1 en el apartamento de sus padres; de hecho, se le permitió usar la sala de estar para su construcción. En 1936, Zuse dejó su trabajo en la construcción de aviones para construir el Z1.

Se dice que Zuse utilizó "tiras de metal delgadas" y quizás "cilindros de metal" o placas de vidrio para construir Z1. Probablemente no había relés comerciales en él (aunque se dice que el Z3 usó algunos relés telefónicos). La única unidad eléctrica era un motor eléctrico para dar la frecuencia de reloj de 1  Hz (ciclo por segundo) a la máquina.

'La memoria se construyó a partir de tiras delgadas de metal ranurado y pines pequeños, y demostró ser más rápida, más pequeña y más confiable que los relés. El Z2 usó la memoria mecánica del Z1, pero usó aritmética basada en relés. El Z3 se construyó de forma experimental en su totalidad con relés. El Z4 fue el primer intento de una computadora comercial, volviendo a la memoria de tira de metal ranurada mecánica más rápida y económica, con procesamiento de relé, del Z2, pero la guerra interrumpió el desarrollo del Z4 '.

El Z1 nunca fue muy confiable en funcionamiento debido a la mala sincronización causada por tensiones internas y externas en las partes mecánicas.

Reconstrucción

Reconstrucción de Z1

El Z1 original fue destruido por los ataques aéreos aliados en 1943 , pero en la década de 1980 Zuse decidió reconstruir la máquina. Los primeros bocetos de la reconstrucción del Z1 se dibujaron en 1984. Construyó (con la ayuda de dos estudiantes de ingeniería) miles de elementos del Z1 nuevamente y terminó de reconstruir el dispositivo en 1989. El Z1 reconstruido (en la foto) se exhibe en el Museo Alemán. Museo de Tecnología de Berlín.

Cotización

Hay una réplica de este modelo en el Museo de Tráfico y Tecnología de Berlín. En ese entonces no funcionaba bien y, en ese sentido, la réplica es muy confiable, tampoco funciona bien.

-  Konrad Zuse

Ver también

Referencias

  1. ↑ Bauer, Friedrich L. (5 de noviembre de 2009). Orígenes y fundamentos de la informática: en cooperación con el foro de museos Heinz Nixdorf . Springer Science & Business Media. pag. 78. ISBN 9783642029929.
  2. ^ Zuse, Konrad (1976). El Plankalkül . GMD. pag. 21.
  3. ^ Priestley, Mark (2011). Una ciencia de operaciones: máquinas, lógica e invención de la programación . Saltador. ISBN 978-1-84882-554-3.
  4. ^ Rojas, Raúl (primavera de 2006). "Las computadoras Zuse" . RESURRECCIÓN el Boletín de la Computer Conservation Society (37). ISSN  0958-7403 .
  5. ^ OBITUARIO: Konrad Zuse - Gente - Noticias - The Independent
  6. ^ Rojas, R (1997). "El legado de Konrad Zuse: la arquitectura de Z1 y Z3" (PDF) . IEEE Annals of the History of Computing . 19 (2): 5–15. doi : 10.1109 / 85.586067 .
  7. ^ "Historia de la computadora" , GA Erskine, CERN, Ginebra, Suiza
  8. ^ a b Konrad Zuse - la primera computadora de relevo , artículo de Historia de las computadoras
  9. ^ Quién hizo la primera computadora , Chris Malcolm, 2000
  10. ^ "Reconstrucción de la computadora Z1 | Raúl Rojas" . dcis.inf.fu-berlin.de .
  11. ^ Rojas, Raul (7 de junio de 2014). "El Z1: Arquitectura y algoritmos de la primera computadora de Konrad Zuse". arXiv : 1406.1886 [ cs.AR ].
  12. ^ Hans Dieter Hellige: Geschichten der Informatik - Visionen, Paradigmen, Leitmotive. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2004. ISBN  3-540-00217-0 . Pág. 36.

Otras lecturas

  • Zuse, Konrad (1993). La computadora: mi vida . Springer-Verlag. ISBN 978-3-540-56453-9.
  • Rojas, Raúl (8 de marzo de 2016). "Los principios de diseño de las computadoras mecánicas de Konrad Zuse". arXiv : 1603.02396 [ cs.OH ]. El artículo describe los principios de diseño de Zuse Z1.

enlaces externos